(57)【要約】【課題】  触覚ピン表示装置の小型・軽量化、低価格化及び省エネルギーを図る。  【解決手段】  触覚ピン２０を一端側に配設してなる可動部材１０を複数個と、触覚ピン２０を触覚面３５から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する保持部材３０と、可動部材１０と係合する係合部５５を備え,かつ可動部材１０を支承するシャーシー部材５０と、通電加熱により触覚ピン２０を触覚面３５から所望の高さに突出させる第１の形状記憶合金ワイヤー６０を複数本と、第１の形状記憶合金ワイヤー６０を選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、通電加熱により触覚ピン２０の突出高さをリセットする第２の形状記憶合金ワイヤー７０とを備え、触覚ピン２０が触覚面３５から所望の高さに突出した位置で可動部材１０と係合部５５とが係合するようにした構成。【選択図】  図２
2007033724.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字・図形を表示する触覚ピンを一端側に配設してなる可動部材を複数個と、前記触覚ピンを触覚面から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材と、前記可動部材と係合する係合部を備えたシャーシー部材と、通電加熱により前記触覚ピンを前記触覚面から所望の高さに突出させる第１の形状記憶合金ワイヤーを複数本と、前記第１の形状記憶合金ワイヤーを選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、通電加熱により前記可動部材と前記係合部との係合を解除して前記触覚ピンの突出高さをリセットする第２の形状記憶合金ワイヤーとを備え、前記触覚ピンが前記触覚面から所望の高さに突出した位置で前記可動部材と前記係合部とが係合するようにしたことを特徴とする触覚ピン表示装置。
【請求項２】
可動部材が略板状を成し,かつ係合部と係合する切欠き部を備えてなることを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項３】
可動部材が透孔を備え、光検出器により可動部材の上死点または下死点の少なくとも一方を検出可能にしたことを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項４】
可動部材を付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項５】
第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれ略Uの字状に張架したことを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項６】
第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれ張架し,かつ給電する回路基板を備えたことを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項７】
第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれ張架し,かつ給電する回路基板を触覚ピン案内部材とシャーシー部材との間に配設したことを特徴とする請求項１記載の触覚ピン表示装置。
【請求項８】
それぞれの形状記憶合金ワイヤーを金属スリーブで挟持し、該金属スリーブを回路基板に配設したことを特徴とする請求項６または請求項７のいずれか１方に記載の触覚ピン表示装置。
【請求項９】
文字・図形を表示する触覚ピンを一端側に配設してなる可動部材を複数個と、前記触覚ピンを触覚面から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材と、前記可動部材と係合する係合部を備えたシャーシー部材と、通電加熱により前記触覚ピンを前記触覚面から所望の高さに突出させる第１の形状記憶合金部材を複数本と、前記第１の形状記憶合金部材を選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、通電加熱により前記可動部材と前記係合部との係合を解除して前記触覚ピンの突出高さをリセットする第２の形状記憶合金部材と、前記第１及び第２の形状記憶合金部材の両端部を固定し,かつ給電する回路基板とを備え、前記触覚ピンは前記触覚面から所望の高さに突出した位置で前記係合部と係合するようにしたことを特徴とする触覚ピン表示装置。
【請求項１０】
形状記憶合金部材をワイヤー、板、コイルバネの内から選んだいずれか一つとしたことを特徴とする請求項９記載の触覚ピン表示装置。
【請求項１１】
文字・図形を表示する触覚ピンを一端側に配設してなる可動部材を複数個と、前記触覚ピンを触覚面から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材と、前記可動部材と係合する係合部を備えたシャーシー部材と、通電加熱により前記触覚ピンを前記触覚面から所望の高さに突出させる複数の形状記憶合金部材と、前記形状記憶合金部材を選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、前記可動部材と前記係合部との係合を解除して前記触覚ピンの突出高さをリセットする係合解除手段とを備え、前記触覚ピンが前記触覚面から所望の高さに突出した位置で前記可動部材と前記係合部とが係合するようにしたことを特徴とする触覚ピン表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、６点または８点の略半球状突起(または触覚ピン)により任意の点字または点図を表示する触覚ピン表示装置に関する。詳しくは形状記憶合金ワイヤーを用い触覚面から所望の高さに触覚ピンを突出させるようにした触覚ピン表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の点字表示装置は、電気・機械的に触覚ピンを突出させて点字を表示する点字表示部(点字表示ユニット)を所定の個数並べ、1行の文字列として表示し、視覚障害者がその行の上を指を滑らせることによって判読し、視覚障害者に情報を伝達するものであった。
【０００３】
基板と、この基板を貫通して所定の配置で設けられた貫通孔と、この貫通孔にそれぞれ挿通されたピンと、このピンを前記基板の一方の面から他方の面へ付勢するばねと、このばねの付勢と反対方向へ前記ピンを移動させる方向へ変形可能な形状記憶合金と、この形状記憶合金と電源とを断続するスイッチ手段と、を具備することを特徴とする点字表示器として特開平１１−２１２４４６号公報が提案されている。
【０００４】
また、点字を表示する面から点字ピンを出入りさせて点字を表示させる表示装置であって、点字ピンと、形状記憶合金のワイヤー部材と、カムとを備え、該ワイヤー部材は通電加熱することで伸び状態または縮み状態のいずれか一方の状態となることを利用して該カムを回転させ、該カムで点字ピンを押し出すことを特徴とする点字表示装置として特開２００５−０７０７１６号公報が提案されている。
【特許文献１】特開平１１−２１２４４６号公報
【特許文献２】特開２００５−０７０７１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし特許文献１においては、触覚ピンの降下状態を保持するためには形状記憶合金を働かせておくために電流は流しておかなければならなかった。これは省エネルギーの観点から問題だった。また、特許文献２においては、触覚ピンの出入りの状態を保持する必要がなく省エネルギーだが、指による触覚に際し触覚ピンに過大な押圧力が掛かった場合、触覚ピンが引っ込み、点字を表示できない恐れがあった。また、触覚ピンの保持構造としてカム、トグル機構を用いており構造が複雑となる。その結果、部品点数が多く組み立て工数が大となりコストが高くなる恐れがあった。
【０００６】
本発明は触覚ピンの保持電流を不要にして省エネルギーを図るとともに、構造を簡単にして小型化、軽量化、低価格化を図ることを目的とする。また、触覚ピンに過大な押圧力が掛かっても触覚ピンが触覚面まで引っ込まず、点字、または点図が消えないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる触覚ピン表示装置は、文字・図形を表示する触覚ピンを一端側に配設してなる可動部材を複数個と、前記触覚ピンを触覚面から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材と、前記可動部材と係合する係合部を備え,かつ前記可動部材を支承するシャーシー部材と、前記可動部材と連繋し,通電加熱により前記触覚ピンを前記触覚面から所望の高さに突出させる第１の形状記憶合金ワイヤーを複数本と、前記第１の形状記憶合金ワイヤーを選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、通電加熱により前記可動部材と前記係合部との係合を解除して前記触覚ピンの突出高さをリセットする第２の形状記憶合金ワイヤーとを備え、前記触覚ピンが前記触覚面から所望の高さに突出した位置で前記可動部材と前記係合部とが係合するようにしたことを特徴としたもので、これにより触覚ピンの保持電流を不要にして省エネルギーを図れる。また、装置の構造を簡単にして小型化、軽量化、低価格化を図れる。さらに、触覚ピンに過大な押圧力が掛かっても引っ込まない。(請求項１)
【０００８】
なお、本発明にかかる触覚ピン表示装置において、可動部材が略Ｌ字型の板状を成し,かつ係合部と係合する切欠き部を備えてなることを特徴としたもので、形状記憶合金ワイヤーの通電、収縮によりシャーシー部材との係合及びその解除を容易にする。(請求項２)
さらに本発明にかかる触覚ピン表示装置において、可動部材が複数の透孔を備え、光検出器により可動部材の上死点または下死点の少なくとも一方を検出可能にしたことを特徴としたもので、これにより触覚ピン表示装置上に鞄や持ち物等が置かれているか否かを容易に検出できる。(請求項３)
さらに本発明にかかる触覚ピン表示装置において、可動部材を２方向(触覚ピンの軸心と平行な方向及び直交する方向)に付勢する弾性部材たとえば板バネ等を備えたことを特徴としたもので、可動部材とシャーシー部材との係合及びその解除動作を安定化させる。(請求項４)
【０００９】
さらに本発明にかかる触覚ピン表示装置において、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれローラーを介し略Ｕの字状に張架したことを特徴としたもので、形状記憶合金ワイヤーと可動部材との連繋を容易にするとともに形状記憶合金ワイヤーの長寿命化を図れる。また、形状記憶合金ワイヤーへの通電を容易にする。(請求項５)
さらに本発明にかかる触覚ピン表示装置において、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれ略Ｕの字状に張架し,かつ給電する回路基板を備えたことを特徴としたもので、形状記憶合金ワイヤーの張架と組み立て作業を容易にし、装置の小型化、低コスト化を図れる。(請求項６)
【００１０】
さらに本発明にかかる触覚ピン表示装置において、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれ略Ｕの字状に張架し,かつ給電する回路基板を触覚ピン案内部材とシャーシー部材との間に配設したことを特徴としたもので、形状記憶合金ワイヤーの張架と組み立て作業を容易にし、装置の小型化、低コスト化を図れる。 (請求項７)
さらに、本発明にかかる触覚ピン表示装置において、それぞれの形状記憶合金ワイヤーを金属スリーブで挟持し、該金属スリーブを回路基板に配設したことを特徴としたもので、形状記憶合金ワイヤーの張架と組み立て作業を容易にし、装置の低コスト化を図れる。 (請求項８)
【発明の効果】
【００１１】
上記構成により本発明装置は触覚ピンの保持電流を不要にして省エネルギーを図れる。構造を簡単にして小型化、軽量化、低価格化を図れる。また、触覚ピンに過大な押圧力が掛かっても触覚ピンが引っ込まず点字が消えない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明にかかる触覚ピン表示装置は上述の通りである。点字は一般的に３行２列の６つの凸点で表示されるが、数字を表わす点字は２行２列の４つの凸点からなる。図１は二桁の数字を表示する場合の点字表示装置を例示している。
前記凸点は直径１．０ｍｍ〜２．０ｍｍ程度の細長い触覚ピンで形成し、触覚面より０．３ｍｍ〜０．８ｍｍ程度突出させて表示するのが好ましい。
【００１３】
前記触覚ピンは先端部を曲面たとえば略半球状とするのが好ましい。材質はステンレス部材の他に、ニッケル、アルマイト処理したアルミニウム、黄銅、防錆処理をした鉄系金属、フッ素樹脂をコーティングした鉄系金属、抗菌効果を有する銅部材、樹脂部材、光触媒粒子を混入した樹脂部材、光触媒を備えたステンレス部材等から選んだ一つとするのが好ましい。さらに、指が触れる前記先端部表面は摩擦抵抗を小さく,滑らかな仕上げ面とするのが好ましい。具体的には仕上げ面アラサが１．５Ｓ以下(表面の凹凸の高低差が１．５μｍ以下)とするのが好ましい。点字紙の表面アラサより滑らかな仕上げ面アラサとすることにより長時間、触覚ピンに触れても指の荒れや痛さを生じない。
触覚ピンを非金属部材たとえば樹脂で構成する場合、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリアミド、エポキシ、アクリル、フェノール、塩化ビニール、塩化ビニリデン等の樹脂部材とするのが好ましい。
【００１４】
触覚ピンを一端側に配設してなる可動部材はステンレス鋼、黄銅などの金属板、またはポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリアミド、エポキシ等の樹脂板で略Ｌ字状に構成するのが好ましい。触覚ピンは圧入、接着などの手段 で一体化するのが好ましい。勿論、一体成型してもよい。
前記触覚ピンを前記触覚面から所望の高さに突出させるには、前記可動部材を触覚ピンの軸心と平行な方向に持ち上げるのが好ましい。持ち上げ動作は通電により収縮する第１の形状記憶合金ワイヤーにより行うのが好ましい。第１の形状記憶合金ワイヤーは前記可動部材の他端側に設けた回動可能なローラーを介してＵの字状に張架するのが好ましい。前記ローラーは、ローラーの回転を支承する軸の軸心から所定量だけ偏心した取付軸を介して前記可動部材に取り付いている(図示せず)。前記偏心した取付軸を所定に回すことにより形状記憶合金ワイヤーのたるみ,または長さ不足を調節し緊張状態に張架できる。
【００１５】
触覚ピンは通常、０．１〜０．３Ｎ(ニュートン)で押圧、触覚される。しかし、初心者が強く押圧したり,何らかの理由により過大な押圧力が触覚ピンに掛かった場合、触覚ピンは触覚面まで後退し点字が消える恐れがある。これを防止するには触覚ピンを備えた保持部材が角部に鈎形の切欠き部を備え、段付きとするのが好ましい。前記段付き部(切欠き部)を前記シャーシー部材の矩形係合部に乗り上げて係合させる(引っ掛ける)構成とするのが好ましい。その結果、形状記憶合金ワイヤーの通電を切っても触覚ピンは触覚面から所定の高さに突出した状態で維持できる。また、過大な押圧力が触覚ピンに掛かっても触覚ピンは引っ込まない。
【００１６】
そして、前記触覚ピンの突出高さをゼロにリセットするには、前記可動部材を触覚ピンの軸心と直交する方向にスライドさせ前記係合を解除するのが好ましい。可動部材のスライド動作は、略Ｌ字型の係合解除レバーの一端側で前記可動部材に設けた矩形の切欠き部を引っ掛けて行うのが好ましい。前記係合解除レバーの駆動は通電により収縮する第２の形状記憶合金ワイヤーにより行うのが好ましい。第２の形状記憶合金ワイヤーは前記係合解除レバーの他端側に設けた回動可能なローラーを介してＵの字状に張架するのが好ましい。前記ローラーは、ローラーの回転を支承する軸の軸心から所定量だけ偏心した取付軸を介して前記可動部材に取り付いている(図示せず)。前記偏心した取付軸を所定に回すことによりワイヤー長さのたるみ,または不足を調節し緊張状態に張架できる。
なお、可動部材は弾性部材により２方向(触覚ピンの軸心と平行な方向及び直交する方向)に常時付勢され、位置のバラツキを防止する構成とするのが好ましい。弾性部材は板バネ、紐状の弾性ゴム、コイルバネ等から選んだ一つとするのが好ましい。
【００１７】
触覚ピンを進退させる第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーは前記可動部材のアクチュエータとして機能する。形状記憶合金ワイヤーは例えばニッケル−チタン合金とするのが好ましい。勿論、モリブデン、ニオブを含んだチタン合金等としてもよい。本発明においては通電することで形状記憶合金ワイヤーが加熱され収縮する機能を利用している。形状記憶合金の歪率を２％とした場合、０．５mmの収縮量(触覚ピンの突出量が０．５mm)を得るのに長さ２５mm程度のワイヤーが必要となる。本発明装置を構成する形状記憶合金ワイヤーの線径は例えば５８μm程度とした。形状記憶合金ワイヤーの張架形態は直線状でもよいしＵの字状でもよい。形状記憶合金ワイヤーへの通電を容易にする意味においてＵの字状に張架するのが好ましい。
【００１８】
触覚ピン進退動作の長期信頼性、装置の小型化、組み立て作業の容易化等の実現において、形状記憶合金ワイヤーの張架方法、端末処理、通電端子の構成方法等が重要である。本発明装置において、半田付け可能な金属スリーブたとえば銅、黄銅、半田メッキした軟鋼等を形状記憶合金ワイヤーの端末部に圧着し挟持する構成とするのが好ましい。そして、形状記憶合金ワイヤーの端部を挟持した金属スリーブを回路基板(プリント配線基板)に所定間隔に実装し、半田付けして略Ｕの字状に張架する構成とするのが好ましい。
【００１９】
触覚ピンを進退自由に支承する触覚ピン案内部材と,可動部材を支承するシャーシー部材とはそれぞれ成型した樹脂部材等で構成するのが好ましい。樹脂はポリプロピレン、ポリスチレン、ＡＢＳ、ポリアミド、エポキシ、アクリル、塩化ビニール、塩化ビニリデン等の樹脂部材とするのが好ましい。勿論、金属部材で構成してよいことは言うまでもない。
また、触覚ピン案内部材とシャーシー部材とは略平行に配設するのが好ましい。さらに、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーをそれぞれＵの字状に張架し,かつ給電する回路基板(プリント配線基板)を触覚ピン案内部材とシャーシー部材との間に、前記触覚ピン案内部材、前記シャーシー部材と略平行に配設するのが好ましい。
【００２０】
前記触覚ピンを進退させるアクチュエータ(第１及び第２の形状記憶合金とその通電・制御回路)等を制御する制御回路の一例を図３のブロック構成図に示す。簡単に説明すると、制御回路１２０はパラレルインプット／アウトプットユニット(ＰＩＯ)１２１と中央演算処理装置(ＣＰＵ)１２２とアナログ／ディジタル変換器(Ａ／Ｄ)１２３とメモリ１２４とシリアルインプット／アウトプットインターフェース(ＳＩＯ)１２５とからなる。
ＰＩＯ１２１はＣＰＵ１２２と結合し、６点式点字キーボード１２６、点字表示制御スイッチ１２７等から信号を受け、該受けた信号はＣＰＵ１２２によって制御され触覚ピン駆動アクチュエータ(形状記憶合金とその通電回路)１２９へ送られる。Ａ／Ｄコンバータ１２３は表示速度制御スイッチ１３０から信号を受け、出力信号をＣＰＵ１２２へ送る。ＳＩＯ１２５はＣＰＵ１２２とユニバーサルシリアルバス(ＵＳＢ)１３１とに接続している。ＣＰＵ１２２はメモリ１２４及び外部メモリ１３４に結合している。ＣＰＵ１２２はＰＩＯ１２１、Ａ／Ｄコンバータ１２３、ＳＩＯ１２５、メモリ１２４、外部メモリ１３４等から受けた信号に応じ出力信号をモータコントローラ１３２に提供する。モータコントローラ１３２は出力信号をモータ１３３に送り制御する。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明の一実施例における触覚ピン表示装置を図面とともに説明する。図１は本発明の一実施例における触覚ピン表示装置において触覚ピン案内部材を取り除いた状態の要部平面図であって、二桁の数字を表示可能としている。図２は図１を矢印Ｓ―Ｓ方向から見た要部側面図であってその一部を断面にしている。図３は図２の要部拡大側面図、図４は図１の要部拡大平面図、図５は形状記憶合金ワイヤーの端末処理と回路基板へ実装する過程の説明図、図６は触覚ピン駆動アクチュエータ等の制御回路のブロック構成図を示す。
【００２２】
図1及び図２に示す触覚ピン表示装置１００は二桁の数字を表示可能としたもので、触覚ピン２０を一端側に配設してなる可動部材１０を８個と、前記触覚ピン２０を触覚面３５から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材３０と、前記可動部材１０と係合する係合部５５を備え,かつ前記可動部材１０を支承するシャーシー部材５０と、通電加熱により収縮して前記触覚ピン２０を前記触覚面３５から所望の高さに突出させる第１の形状記憶合金ワイヤー６０を８本と、前記第１の形状記憶合金ワイヤー６０を選択的に通電加熱する選択通電加熱手段と、通電加熱により前記可動部材１０と前記係合部５５との係合を解除して前記触覚ピン２０の突出高さをゼロにリセットする第２の形状記憶合金ワイヤー７０を計２本備え、前記触覚ピン２０が前記触覚面３５から所望の高さに突出した位置で前記可動部材１０の切欠き部１５と前記係合部５５とが係合するようにしたことを特徴とする。前記第２の形状記憶合金ワイヤー７０は点字を構成する凸点の各行毎に各１本配設されている。
【００２３】
前述したように、点字において数字は２行２列の4個の凸点で表示される。ステンレス鋼からなる触覚ピン２０は略L字型の樹脂板からなる可動部材１０の一端側に圧入により取り付いている。可動部材１０は触覚ピン２０を触覚面３５から所望の高さに突出可能に進退自由に支承する触覚ピン案内部材３０と可動部材１０を支承するシャーシー部材５０との間に配設されている。前記可動部材１０は略L字型の角部に鈎型の切欠き部１５を備え、シャーシー部材５０の中央部に配設した矩形の係合部５５に乗り上げて係合する。
また、前記可動部材１０はシャーシー部材５０と当接する面側に矩形の切欠き部１８を備え、逆さL字型の係合解除レバー８０の一端側と係合している。図２に示す可動部材１０はシャーシー部材５０上を左右にスライドする。
【００２４】
さらに図２に示すごとく、可動部材１０はシャーシー部材５０と当接する面側に矩形の舌片部１６、１７を備え、シャーシー部材５０に設けた矩形の貫通穴５６、５７と係合するよう構成されている。舌片部１６、１７は組み立てに際しシャーシー部材５０上での位置決めを容易にするとともにシャーシー部材５０から外れるのを防止している。
さらに、可動部材１０はシャーシー部材５０と当接する辺の上角部を斜面１９とし、板バネ９０等の弾性部材により２方向(触覚ピンの軸心と平行な方向及び直交する方向)に常時付勢されている。これにより可動部材１０と係合部５５との係合及び解除動作を安定化させられる。
【００２５】
さらに図２に示すごとく、前記可動部材１０は回動可能なローラー１４を長辺の下端部に備え、該ローラー１４を介して第１の形状記憶合金ワイヤー６０と連繋している。前記第１の形状記憶合金ワイヤー６０は給電用の回路基板４０に向け略Uの字状に張架されている。
第１の形状記憶合金ワイヤー６０が通電されると加熱して収縮し、可動部材１０は上方に持ち上げられる。可動部材１０は前記上角部の斜面１９が板バネ９０により係合部５５側に常時押されているので、上方に持ち上ると共に切欠き部１５が係合部５５に乗り上げ所定に係合する。その後、通電は切られる。しかし、係合状態が維持されているので触覚ピン２０は触覚面側に引っ込まず、触覚面３５より０．５ｍｍ程度の高さに突出した状態を維持する。
【００２６】
さらに図２に示すごとく、係合部５５と切欠き部１５との係合解除は第２の形状記憶合金ワイヤー７０によって行われる。即ち、逆さL字型の係合解除レバー８０は回動可能なローラー８５を一端側に備え第２の形状記憶合金ワイヤー７０と連繋している。前記第２の形状記憶合金ワイヤー７０は給電用の回路基板４０に向け略Uの字状に張架されている。
第２の形状記憶合金ワイヤー６０が通電されると加熱して収縮し、係合解除レバー８０は上方に持ち上げられ係合解除レバー８０は軸８１を支点にして回動する。係合解除レバー８０の他端側は前記可動部材１０の矩形切欠き部１８を引っ掛け、シャーシー部材５０上を右方向にスライド駆動する。その結果、係合部５５から切欠き部１５の係合が外れ、板バネ９０の付勢力によって可動部材１０は下降する。そして、ピン２０は触覚面側に引っ込んで突出量はゼロとなる。即ちリセット状態となる。
図２において左半分は第１の形状記憶合金ワイヤー６０が通電され触覚ピン２０が触覚面３５から０．５mm程度突出した状態を示している。但し、通電は切れている。右半分は第２の形状記憶合金ワイヤー６０が通電され触覚ピン２０が触覚面３５まで戻されリセットされた状態を示す。但し、通電は切れている。
【００２７】
さらに図２に示すごとく、給電用の回路基板４０は第１の形状記憶合金ワイヤー６０及び第２の形状記憶合金ワイヤー７０を略Uの字状に張架するごとく触覚ピン案内部材３０と略平行に,かつその近傍に所定に配設されている。また、給電用の回路基板４０は触覚ピン案内部材３０とシャーシー部材５０の間にそれぞれが略平行になるよう４本の支柱１２０によって一体化されている。
前記第１の形状記憶合金ワイヤー６０及び第２の形状記憶合金ワイヤー７０の端部は金属スリーブ４５を介して基板４０に半田付けされている。金属スリーブ４５は銅部材からなり半田メッキが施されている。
【００２８】
図５はそれぞれの形状記憶合金ワイヤー６０、７０を端末処理し回路基板４０に半田付けする過程を概念的に示す。まず、円筒形の金属スリーブ４５に形状記憶合金ワイヤーを挿通し、該金属スリーブ４５の中央薄肉部を絞め形状記憶合金ワイヤー挟持する。次に、前記金属スリーブ４５を回路基板４０の長円形貫通穴４１に挿通し略４５度捩って固定する。その後、回路基板４０のランド４２と金属スリーブ４５とを半田付けして固定する。
なお、ローラー１４及びローラー８５に張架する過程で形状記憶合金ワイヤーが短かすぎてローラーに掛からなかったり,長すぎて弛む場合は、前述のごとくローラー１４及びローラー８５の取り付け軸を偏心回転させ緊張状態に張架するよう調節すればよい。各形状記憶合金ワイヤーへの通電は回路基板４０を介して行われる。通電のタイミングは図６のブロック構成図に基づき所望に行われる。
【００２９】
このように本発明の実施例装置は触覚ピン２０を備えた保持部材１０と係合部５５との係合により過大な触覚ピン押圧にも耐えられ、引っ込まない。また、係合後に形状記憶合金ワイヤーへの通電を切っても触覚ピンは突出状態を維持できる。さらに、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーを触覚ピン駆動のアクチュエータとすることにより装置の単純化、小型化、軽量化、低価格化を図れる。
【００３０】
なお上記実施例において、第１及び第２の形状記憶合金ワイヤーに代え形状記憶合金のコイルバネまたは板状の形状記憶合金等としてよいことは言うまでもない。また、形状記憶合金の収縮に代え形状記憶合金の伸長をアクチュエータ機能として利用してよいことも同様である。
さらに、前記可動部材１０の切欠き部１５と前記係合部５５との係合を解除して前記触覚ピンの突出高さをリセットする係合解除手段として第２の形状記憶合金ワイヤー７０に代え、モーターと該モーター軸に取り付けた円盤型カム、またはモーターと偏心円盤とリンク板の組み合わせ、または直線運動する電磁ソレノイト等のうち、いずれか一つの手段 としてよいことも同様である。
さらに数字を表示する場合、２桁に限らず任意に桁数を設定してよいことも同様である。
【００３１】
さらに、第１の形状記憶合金ワイヤー６０が作動し触覚ピン２０が所望に触覚面３５から０．５mm程度突出したか否か、あるいは第２の形状記憶合金ワイヤー７０が作動し触覚ピン２０が所定にリセットされたか否かの確認手段を任意に配設してよいことも同様である。例えば、図７〜図９に触覚ピン２０の進退確認手段の一例を示す。図７は図１の触覚ピン表示装置に光検出器(フォトセンサー１４０と発光ダイオード１３０とからなる。)を４組取り付けた状態の平面図、図８は図７を矢印方向から見た要部側面図、図９は本発明装置を構成するもう一つの可動部材１０Ａの正面図を示す。図７〜図９において、可動部材１０Ａは上死点と下死点とに対応する位置に矩形の貫通孔１５０、１５１を配設している。前記光検出器は回路基板４０Ａの両面にそれぞれ配設されている。
【００３２】
各マスにおける第１行目の全ての触覚ピン２０が触覚面より所定量だけ突出している場合は、可動部材１０Ａの貫通孔１５０を光が透過しフォトセンサー１４０がオンとなる(図８の左側参照)。 各マスにおける第２行目の全ての触覚ピン２０が触覚面迄下降し突出量ゼロにリセットされている場合も、可動部材１０Ａの貫通孔１５１を光が透過しフォトセンサー１４０がオンとなる(図８の右側参照)。
【００３３】
触覚ピン２０の進退確認手段を備えることにより、例えば、触覚ピン表示装置の上に鞄や持ち物等が置かれているか否かを容易に検出できる。触覚ピン２０に過負荷が掛かっていた場合、第１の形状記憶合金ワイヤー６０に通電されても触覚ピン２０は突出することができない。全ての触覚ピンを突出させるよう通電した後、発光ダイオード１３０の光が貫通孔１５０を通ってフォトセンサー１４０に達していない場合は過負荷が掛かっているか、何らかの理由により少なくとも１本の触覚ピン２０が上昇していないことを意味する。この結果に基づき、警告音を発したり装置を停止させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかる触覚ピン表示装置は、点字表示装置のほかに点図の二次元表示または三次元表示装置等に利用できる。点字表示装置はATM(現金自動受け払い機)、自動販売機、エレベータ等の表示端末として利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例における触覚ピン表示装置の触覚ピン案内部材を取り除いた状態の要部平面図
【図２】図１を矢印Ｓ―Ｓ方向から見た要部側面図
【図３】図２の要部拡大側面図
【図４】図１の要部拡大平面図
【図５】形状記憶合金ワイヤーの端末処理と基板へ実装する過程の説明図
【図６】触覚ピン駆動アクチュエータ等の制御回路のブロック構成図
【図７】図１の触覚ピン表示装置に光検出器を取り付けた状態の平面図
【図８】図７を矢印方向から見た要部側面図
【図９】本発明装置を構成する可動部材の正面図
【符号の説明】
【００３６】
１０、１０Ａ  可動部材
１５  切欠き部
１４、８５  ローラー
１６、１７  舌片
１８  矩形切欠き部
１９  斜面
２０  触覚ピン
３０  案内部材
３５  触覚面
４０  回路基板
４１  長円形貫通穴
４２  ランド
４５  金属スリーブ
５０  シャーシー部材
５５  係合部
５６、５７  貫通穴
６０  第１の形状記憶合金ワイヤー６０
７０  第２の形状記憶合金ワイヤー
８０  係合解除レバー
８１  支軸
９０  板バネ(弾性部材)
１００  触覚ピン表示装置
１２０  支柱
１３０  発光ダイオード
１３５  光軸
１４０  フォトセンサー
１５０、１５１  貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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